Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 14

 

  Index      Jeep     Jeep Grand Cherokee WJ - service repair manual 2001 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  12  13  14  15   ..

 

 

Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 14

 

 

CAUTION: Do not allow the propeller shaft to drop
or hang from any propeller shaft joint during
removal. Attach the propeller shaft to the vehicle
underside with wire to prevent damage to the joints.

OPERATION

The propeller shaft must operate through con-

stantly changing relative angles between the trans-
mission and axle. It must also be capable of changing
length while transmitting torque. The axle rides sus-
pended by springs in a floating motion. The propeller
shaft must be able to change operating angles when
going over various road surfaces. This is accom-
plished through universal joints, which permit the
propeller shaft to operate at different angles. The slip
joints (or yokes) permit contraction or expansion (Fig.
2).

Before undercoating a vehicle, the propeller

shaft and the U-joints should be covered to pre-
vent an out-of-balance condition and driveline
vibration.

CAUTION: Use

original

equipment

replacement

parts for attaching the propeller shafts. The speci-
fied torque must always be applied when tightening
the fasteners.

PROPELLER SHAFT JOINTS

DESCRIPTION

Two different types of propeller shaft joints are

used in WJ vehicles (Fig. 3) and (Fig. 4). Neither of
the joints are servicible. If worn or damaged, they
must be replaced. If a vehicle has a damaged or worn
Constant Velocity (CV) joint, or boot, the propeller
shaft must be replaced.

LUBRICATION

The factory installed universal joints are lubricated

for the life of the vehicle and do not need lubrication.
All universal joints should be inspected for leakage
and damage each time the vehicle is serviced. If seal
leakage or damage exists, the universal joint should
be replaced.

The

Constant

Velocity

joint

should

also

be

inspected each time the vehicle is serviced. The CV
joint boot is designed to last the life of the vehicle
and to keep the joint lubricated. If grease leakage or
boot damage is found, the propeller shaft must be
replaced.

PROPELLER SHAFT JOINT ANGLE

DESCRIPTION

When two shafts come together at a common joint,

the bend that is formed is called the operating angle.
The larger the angle, the larger the amount of angu-
lar acceleration and deceleration of the joint. This
speeding up and slowing down of the joint must be
cancelled to produce a smooth power flow.

OPERATION

This cancellation is done through the phasing of a

propeller shaft and ensuring that the proper propel-
ler shaft joint working angles are maintained.

A propeller shaft is properly phased when the yoke

ends are in the same plane, or in line. A twisted
shaft will make the yokes out of phase and cause a
noticeable vibration.

Ideally the driveline system should have;
• Angles that are equal or opposite within 1

degree of each other.

• Have a 3 degree maximum operating angle.

• Have at least a 1/2 degree continuous operating

(propeller shaft) angle.

Propeller shaft speed (rpm) is the main factor in

determining the maximum allowable operating angle.
As a guide to the maximum normal operating angles
refer to (Fig. 5).

DIAGNOSIS AND TESTING

VIBRATION

Tires that are out-of-round, or wheels that are

unbalanced, will cause a low frequency vibration.
Refer to Group 22, Tires and Wheels, for additional
information.

Driveline vibration can also result from loose or

damaged engine mounts. Refer to Group 9, Engines,
for additional information.

Propeller shaft vibration increases as the vehicle

speed is increased. A vibration that occurs within a

Fig. 1 Reference Marks on Yokes

1 – REFERENCE MARKS

3 - 2

PROPELLER SHAFTS

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

specific speed range is not usually caused by a pro-
peller shaft being unbalanced. Defective universal
joints, or an incorrect propeller shaft angle, are usu-
ally the cause of such a vibration.

UNBALANCE

NOTE: Removing

and

re-indexing

the

propeller

shaft 180° relative to the yoke may eliminate some
vibrations.

If propeller shaft is suspected of being unbalanced,

it can be verified with the following procedure:

(1) Raise the vehicle.
(2) Clean all the foreign material from the propel-

ler shaft and the universal joints.

Fig. 2 Propeller Shafts

1 – REAR AXLE
2 – STRAP
3 – BOLT
4 – SLIP YOKE
5 – REAR PROPELLER SHAFT

6 – PINION FLANGE
7 – FRONT AXLE
8 – BOLT
9 – FRONT PROPELLER SHAFT
10 – TRANSFER CASE

Fig. 3 Single Cardan U-Joint

1 – CROSS
2 – SEAL
3 – CAP AND NEEDLE BEARINGS

Fig. 4 Constant Velocity Joint

1 – ENCLOSURE CAP
2 – JOINT ASSEMBLY
3 – PROPELLER SHAFT
4 – BOOT CLAMP
5 – BOOT
6 – BOOT CLAMP

WJ

PROPELLER SHAFTS

3 - 3

DIAGNOSIS AND TESTING (Continued)

(3) Inspect the propeller shaft for missing balance

weights, broken welds, and bent areas. If the pro-
peller shaft is bent, it must be replaced.

(4) Inspect the universal joints to ensure that they

are not worn, are properly installed, and are cor-
rectly aligned with the shaft.

(5) Check the universal joint clamp screws torque.
(6) Remove the wheels and tires. Install the wheel

lug nuts to retain the brake drums or rotors.

(7) Mark and number the shaft six inches from the

yoke end at four positions 90° apart.

(8) Run and accelerate the vehicle until vibration

occurs. Note the intensity and speed the vibration
occurred. Stop the engine.

(9) Install a screw clamp at position 1 (Fig. 6).
(10) Start the engine and re-check for vibration. If

there is little or no change in vibration, move the
clamp to one of the other three positions. Repeat the
vibration test.

(11) If there is no difference in vibration at the

other positions, the source of the vibration may not
be propeller shaft.

(12) If the vibration decreased, install a second

clamp (Fig. 7) and repeat the test.

(13) If the additional clamp causes an additional

vibration, separate the clamps (1/4 inch above and

below the mark). Repeat the vibration test (Fig. 8).

(14) Increase distance between the clamp screws

and repeat the test until the amount of vibration is
at the lowest level. Bend the slack end of the clamps
so the screws will not loosen.

(15) If the vibration remains unacceptable, apply

the same steps to the front end of the propeller shaft.

(16) Install the wheel and tires. Lower the vehicle.

PROPELLER SHAFT

MAX. NORMAL

R.P.M.

OPERATING ANGLES

5000

4500

4000

3500

3000

2500

2000

1500

11°

Fig. 5 Maximum Angles And Propeller Shaft Speed

DRIVELINE VIBRATION

Drive Condition

Possible Cause

Correction

PROPELLER SHAFT

a. Undercoating or other foreign
material on shaft.

a. Clean exterior of shaft and wash
with solvent.

b. Loose U-joint clamp screws.

b. Tighten screws properly.

c. Loose or bent U-joint yoke or
excessive runout.

c. Install replacement yoke.

d. Incorrect drive line angularity.

d. Correct angularity.

e. Rear spring center bolt not in
seat.

e. Loosen spring U-bolts and seat
center bolts.

f. Worn U-joint bearings.

f. Replace U-joint.

g. Propeller shaft damaged (bent
tube) or out of balance.

g. Install replacement propeller
shaft.

h. Broken rear spring.

h. Replace rear spring.

i. Excessive runout or unbalanced
condition.

i. Reindex propeller shaft 180°, test
and correct as necessary.

j. Excessive drive pinion gear shaft
yoke runout.

j. Reindex propeller shaft 180° and
evaluate.

UNIVERSAL JOINT NOISE

a. U-joint clamp screws loose.

a. Tighten screws with specified
torque.

b. Lack of lubrication.

Replace U-joint.

3 - 4

PROPELLER SHAFTS

WJ

DIAGNOSIS AND TESTING (Continued)

RUNOUT

(1) Remove dirt, rust, paint, and undercoating

from the propeller shaft surface where the dial indi-
cator will contact the shaft.

(2) The dial indicator must be installed perpendic-

ular to the shaft surface.

(3) Measure runout at the center and ends of the

shaft sufficiently far away from weld areas to ensure
that the effects of the weld process will not enter into
the measurements.

(4) Refer to Runout Specifications chart.
(5) If the propeller shaft runout is out of specifica-

tion, remove the propeller shaft, index the shaft 180°,
and re-install the propeller shaft. Measure shaft
runout again.

(6) If the propeller shaft runout is now within

specifications, mark the shaft and yokes for proper
orientation.

(7) If the propeller shaft runout is not within spec-

ifications, verify that the runout of the transmission/
transfer case and axle are within specifications.
Correct as necessary and re-measure propeller shaft
runout.

(8) Replace the propeller shaft if the runout still

exceeds the limits.

SERVICE PROCEDURES

DRIVELINE ANGLE MEASUREMENT
PREPARATION

Before measuring universal joint angles, the fol-

lowing must be done;

• Inflate all tires to correct pressure.

• Check the angles in the same loaded or

unloaded condition as when the vibration occurred.
Propeller shaft angles change according to the
amount of load in the vehicle.

• Check the condition of all suspension compo-

nents and verify all fasteners are torqued to specifi-
cations.

• Check the condition of the engine and transmis-

sion mounts and verify all fasteners are torqued to
specifications.

Fig. 6 Clamp Screw At Position 1

1 – CLAMP
2 – SCREWDRIVER

Fig. 7 Two Clamp Screws At The Same Position

Fig. 8 Clamp Screws Separated

1 –

1

2

INCH

RUNOUT SPECIFICATIONS

Front of Shaft

0.020 in. (0.50 mm)

Center of Shaft

0.025 in. (0.63 mm)

Rear of Shaft

0.020 in. (0.50 mm)

Measure front/rear runout approximately 3 inches (76
mm) from the weld seam at each end of the shaft
tube for tube lengths over 30 inches. For tube lengths
under 30 inches, the maximum allowed runout is
0.020 in. (0.50 mm) for the full length of the tube.

WJ

PROPELLER SHAFTS

3 - 5

DIAGNOSIS AND TESTING (Continued)

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  12  13  14  15   ..